CN112633023B - 一种国军标rfid标签的解码方法及装置 - Google Patents

一种国军标rfid标签的解码方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种国军标RFID标签的解码方法及装置，属于射频识别技术领域。本发明通过标签射频前端电路对读写器发送的超高频载波信号进行整流，得到标签工作需要的能量；通过解调得到标签数字基带接收的数字信号；将解调后的数字信号进行同步，并对上升沿进行计数与阈值比较，判断出前导码；对同步后的信号进行计数并计算得到解码阈值，将符号计数值与解码阈值比较解码出数据比特流信息。从而实现对接收信号的前导识别和解码。本发明中分隔符检验模块的工作时钟为2.56MHz，解码模块的工作时钟为640KHz，这种设计能够在保证解码准确的同时抑制解码功耗，满足低功耗的需求。

Description

一种国军标RFID标签的解码方法及装置
技术领域
本发明涉及RFID射频识别技术领域，尤其涉及一种国军标RFID标签的解码方法及装置。
背景技术
RFID射频识别技术是一项短距离非接触式信息传递技术。近年来物联网的发展和进步，促进了射频识别技术的快速发展。无源超高频标签具有信息存储和识别的功能，同时它又是射频识别标签中最灵活，成本最低且最容易维护的一种。无源超高频标签的应用十分广泛，涉及仓储、物流、身份识别等方面。
对于无源RFID标签，其能量通过阅读器的射频载波获得。由于标签从阅读器射频载波获得的能量有限，为了达到更远的工作距离，需要标签有更低的功耗。对于基带解码部分来说，在正确解码的前提下，合理的对解码模块进行规划，成为了降低解码功耗的关键。但是，目前国军标7377.1中的RFID标签解码方法无法满足更低的功耗要求。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种国军标RFID标签的解码方法及装置，其简单易行，能够满足低功耗的需求。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种国军标RFID标签的解码方法，包括以下步骤：
读写器发送的高频信号经由标签射频前端整流和解调后，得到标签数字接收信号din；
对数字接收信号进行同步得到din_dff，对din_dff处理得到上升沿检测信号pos；
在两个pos之间进行时钟计数，得到当前符号的长度计数值symbol_cnt；
将当前符号的长度计数值symbol_cnt与分隔符阈值比较，判决出分隔符；
根据分隔符阈值与当前符号的长度计数值的关系对上升沿进行计数，并将计数结果记录在上升沿计数器tpp_cnt中；在tpp_cnt=1时，对相邻两个上升沿进行计数得到校准符一的计数值tcal1_cnt；在tpp_cnt=2时，对相邻两个上升沿计数得到校准符二的计数值tcal2_cnt；
根据上升沿计数器tpp_cnt的值进行前导码判决；
根据时钟计数得到参考时间P1、P2、P3；其中：
P1=tcal1_cnt/4+tcal2_cnt/4，
P2=P1+tcal2_cnt/4，
P3=P2+tcal2_cnt/4；
根据参考时间计算出解码阈值Pt1、Pt2、Pt3；其中：
Pt1=P1/4，
Pt2=P2/4，
Pt3=P3/4；
将当前符号的长度计数值symbol_cnt与解码阈值进行比较，得到当前符号的比特流信息，完成RFID标签的解码。
进一步的，所述分隔符阈值根据国军标协议7377.1计算得到，包括阈值cnt1和阈值cnt2。
进一步的，当分隔符阈值与当前符号的长度计数值满足cnt1
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
symbol_cnt
Figure 798020DEST_PATH_IMAGE001
cnt2关系时，分隔符检测成功；上升沿计数器tpp_cnt=3时，视为前导码检测成功。
进一步的，当symbol_cnt
Figure 541986DEST_PATH_IMAGE002
Pt1时，解码为比特流信息00；
当Pt1
Figure 651368DEST_PATH_IMAGE001
symbol_cnt
Figure 189797DEST_PATH_IMAGE002
Pt2时，解码为比特流信息01；
当Pt2
Figure 387560DEST_PATH_IMAGE001
symbol_cnt
Figure 669637DEST_PATH_IMAGE002
Pt3时，解码为比特流信息11；
当symbol_cnt
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
Pt3时，解码为比特流信息10。
此外，本发明还提供一种国军标RFID标签解码装置，其包括分隔符检测模块和解码模块，其中，分隔符检测模块用于执行如下步骤：
对数字接收信号进行同步得到din_dff，对din_dff处理得到上升沿检测信号pos；
在两个pos之间进行时钟计数，得到当前符号的长度计数值symbol_cnt；
将当前符号的长度计数值symbol_cnt与分隔符阈值比较，判决出分隔符；
根据分隔符阈值与当前符号的长度计数值的关系对上升沿进行计数，并将计数结果记录在上升沿计数器tpp_cnt中；在tpp_cnt=1时，对相邻两个上升沿进行计数得到校准符一的计数值tcal1_cnt；在tpp_cnt=2时，对相邻两个上升沿计数得到校准符二的计数值tcal2_cnt；
根据上升沿计数器tpp_cnt的值进行前导码检测判决；
根据时钟计数得到参考时间P1、P2、P3；其中：
P1=tcal1_cnt/4+tcal2_cnt/4，
P2=P1+tcal2_cnt/4，
P3=P2+tcal2_cnt/4；
将当前符号的长度计数值symbol_cnt与参考时间P1、P2、P3传递给解码模块；
所述解码模块用于执行如下步骤：
根据参考时间P1、P2、P3计算出解码阈值Pt1、Pt2、Pt3；其中：
Pt1=P1/4，
Pt2=P2/4，
Pt3=P3/4；
将当前符号的长度计数值symbol_cnt与解码阈值Pt1、Pt2、Pt3进行比较，得到当前符号的比特流信息。
进一步的，分隔符检测模块的工作时钟频率为2.56MHz，解码模块的工作时钟频率为640KHz，分隔符检测模块完成前导码检测后，时钟关闭，解码模块在低频时钟进行符号解码。
进一步的，分隔符检测模块和解码模块之间通过握手的方式保证数据传输的有效性。
进一步的，所述分隔符阈值根据国军标协议7377.1计算得到，包括阈值cnt1和阈值cnt2。
进一步的，当分隔符阈值与当前符号的长度计数值满足cnt1
Figure 839718DEST_PATH_IMAGE001
symbol_cnt
Figure 80207DEST_PATH_IMAGE001
cnt2关系时，分隔符检测成功；上升沿计数器tpp_cnt=3时，视为前导码检测成功。
进一步的，当symbol_cnt
Figure 499687DEST_PATH_IMAGE002
Pt1时，解码为比特流信息00；
当Pt1
Figure 851034DEST_PATH_IMAGE001
symbol_cnt
Figure 406780DEST_PATH_IMAGE002
Pt2时，解码为比特流信息01；
当Pt2
Figure 818170DEST_PATH_IMAGE001
symbol_cnt
Figure 724946DEST_PATH_IMAGE002
Pt3时，解码为比特流信息11；
当symbol_cnt
Figure 614404DEST_PATH_IMAGE003
Pt3时，解码为比特流信息10。
本发明的有益效果在于：
1、本发明简单易行，易于实现。
2、本发明中分隔符检验模块的工作时钟为2.56MHz，解码模块的工作时钟为640KHz，这种设计能够在保证解码准确的同时抑制解码功耗，满足低功耗需求。
附图说明
图1为本发明实例中国军标协议7377.1规定的数字信号前导码示意图；
图2为本发明实例中国军标协议7377.1规定的数字接收信号数据示意图；
图3为本发明实例中国军标RFID标签解码方法的处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
一种国军标RFID标签的解码方法，包括以下步骤：
读写器发送的超高频信号经过标签射频前端的整流和解调，得到基带部分接收的数字信号din，标签对数字信号din进行同步得到同步后的数字信号din_dff，为后面的解码做准备；
对同步后数字信号进行符号计数，得到计数值symbol_cnt；
将symbol_cnt与分隔符阈值cnt1和cnt2比较，进行分隔符判决；分隔符检测成功后将上升沿计数器tpp_cnt加1，并根据上升沿计数器tpp_cnt的值进行前导码判决；在tpp_cnt=1时，对相邻两个上升沿进行计数得到校准符一的计数值tcal1_cnt；在tpp_cnt=2时，对相邻两个上升沿计数得到校准符二的计数值tcal2_cnt；
通过计算得到参考时间P1、P2、P3，并将参考时间送入解码模块；其中：
P1=tcal1_cnt/4+tcal2_cnt/4，
P2=P1+tcal2_cnt/4，
P3=P2+tcal2_cnt/4；
根据P1、P2、P3计算得到解码阈值Pt1、Pt2、Pt3，其中：
Pt1=P1/4，
Pt2=P2/4，
Pt3=P3/4；
通过当前符号的长度计数值symbol_cnt与解码阈值Pt1、Pt2、Pt3的关系，得到解码的二进制数据比特流信息00、01、10、11；具体来说：
当symbol_cnt
Figure 555816DEST_PATH_IMAGE004
Pt1时，解码为比特流信息00；
当Pt1
Figure DEST_PATH_IMAGE005
symbol_cnt
Figure 338439DEST_PATH_IMAGE004
Pt2时，解码为比特流信息01；
当Pt2
Figure 732512DEST_PATH_IMAGE005
symbol_cntPt3时，解码为比特流信息11；
当symbol_cnt
Figure 425661DEST_PATH_IMAGE006
Pt3时，解码为比特流信息10。
以下为一个更具体的例子：
图1为国军标协议7377.1中规定的数据前导码的示意图，从图1可以看出，前导码由分隔符和校准符一、校准符二构成。
图2为国军标协议7377.1中规定的数字接收信号示意图。
如图3所示，一种国军标RFID标签的解码方法，包括以下步骤：
步骤301，对来自国军标阅读器的超高频射频信号rf_bb，标签射频前端经过整流和解调，得到数字信号din，执行步骤302；
步骤302，对数字接收信号din进行同步，得到同步后的数字信号din_dff，执行步骤303；
步骤303，对同步后的数字信号进行计数，得到分隔符计数值symbol_cnt，执行步骤304；
步骤304，根据当前分隔符计数值和分隔符阈值cnt1和cnt2的关系，进行分隔符判决，如果满足cnt1
Figure 956000DEST_PATH_IMAGE001
symbol_cnt
Figure 974771DEST_PATH_IMAGE001
cnt2，则执行步骤305，否则继续执行304；
步骤305，判决分隔符检测成功，上升沿计数器tpp_cnt值记为1，执行步骤306；
步骤306，通过上升沿计数器tpp_cnt判决前导码是否检测成功；检测成功，执行步骤307；检测失败，跳回步骤304执行；
步骤307，解码模块对当前符号进行时钟计数，得到计数值symbol_cnt，随后执行步骤308，310，312，314；
步骤308，如果当前符号计数值symbol_cnt满足与数据解码阈值的关系symbol_cnt
Figure 856139DEST_PATH_IMAGE002
Pt1，则执行步骤309；
步骤309，判断解码的比特流信息为00，执行步骤316；
步骤310，如果当前符号计数值symbol_cnt满足与数据解码阈值的关系为Pt1
Figure 352980DEST_PATH_IMAGE001
symbol_cnt
Figure 3404DEST_PATH_IMAGE002
Pt2，则执行步骤311；
步骤311，判断解码的比特流信息为01，执行步骤316；
步骤312，如果当前符号计数值symbol_cnt满足与数据解码阈值的关系为Pt2
Figure 927498DEST_PATH_IMAGE001
symbol_cnt
Figure 296162DEST_PATH_IMAGE002
Pt3，则执行步骤313；
步骤313，判断解码的比特流信息为11，执行步骤316；
步骤314，如果当前符号计数值symbol_cnt满足与数据解码阈值的关系为symbol_cnt
Figure 331114DEST_PATH_IMAGE003
Pt3，则执行步骤315；
步骤315，判断解码的比特流信息为10，执行步骤316；
步骤316，判断是否执行到最后一个符号，如果是，则执行步骤317；如果不是，则重复执行步骤308,310,312,314；
步骤317，解码结束。
本发明的原理如下：
标签射频前端电路对读写器发送的超高频载波信号进行整流，得到标签工作需要的能量；通过解调得到标签数字基带接收的数字信号；将解调后的数字信号进行同步，并对上升沿进行计数与阈值比较，判断出前导码；对同步后的信号进行计数并计算得到解码阈值，将符号计数值与解码阈值比较解码出数据比特流信息。从而实现对接收信号的前导识别和解码。
本发明装置主要包括前导码检测模块、解码模块和跨时钟域设计三个方面。其中，前导码检测模块用于识别来自射频部分的数字信号的前导码并计算解码需要的参考时间；解码模块用于将当前数字信号解码为比特流信息；跨时钟域设计用于工作在不同时钟域的两个模块之间稳定传输数据。
本发明中分隔符检验模块的工作时钟为2.56MHz，解码模块的工作时钟为640KHz，这种设计能够在保证解码准确的同时抑制解码功耗，满足低功耗的需求。

Claims (10)

1.一种国军标RFID标签的解码方法，其特征在于，包括以下步骤：
读写器发送的高频信号经由标签射频前端整流和解调后，得到标签数字接收信号din；
对数字接收信号进行同步得到din_dff，对din_dff处理得到上升沿检测信号pos；
在两个pos之间进行时钟计数，得到当前符号的长度计数值symbol_cnt；
将当前符号的长度计数值symbol_cnt与分隔符阈值比较，判决出分隔符；
根据分隔符阈值与当前符号的长度计数值的关系对上升沿进行计数，并将计数结果记录在上升沿计数器tpp_cnt中；在tpp_cnt=1时，对相邻两个上升沿进行计数得到校准符一的计数值tcal1_cnt；在tpp_cnt=2时，对相邻两个上升沿计数得到校准符二的计数值tcal2_cnt；
根据上升沿计数器tpp_cnt的值进行前导码判决；
根据时钟计数得到参考时间P1、P2、P3；其中：
P1=tcal1_cnt/4+tcal2_cnt/4，
P2=P1+tcal2_cnt/4，
P3=P2+tcal2_cnt/4；
根据参考时间计算出解码阈值Pt1、Pt2、Pt3；其中：
Pt1=P1/4，
Pt2=P2/4，
Pt3=P3/4；
将当前符号的长度计数值symbol_cnt与解码阈值进行比较，得到当前符号的比特流信息，完成RFID标签的解码。
2.根据权利要求1所述的一种国军标RFID标签的解码方法，其特征在于，所述分隔符阈值根据国军标协议7377.1计算得到，包括阈值cnt1和阈值cnt2。
3.根据权利要求2所述的一种国军标RFID标签的解码方法，其特征在于，当分隔符阈值与当前符号的长度计数值满足cnt1
Figure DEST_PATH_IMAGE001
symbol_cnt
Figure 695690DEST_PATH_IMAGE001
cnt2关系时，分隔符检测成功；上升沿计数器tpp_cnt=3时，视为前导码检测成功。
4.根据权利要求1所述的一种国军标RFID标签的解码方法，其特征在于，
当symbol_cnt
Figure 81672DEST_PATH_IMAGE002
Pt1时，解码为比特流信息00；
当Pt1
Figure 592901DEST_PATH_IMAGE001
symbol_cnt
Figure 456951DEST_PATH_IMAGE002
Pt2时，解码为比特流信息01；
当Pt2
Figure 5744DEST_PATH_IMAGE001
symbol_cnt
Figure 562628DEST_PATH_IMAGE002
Pt3时，解码为比特流信息11；
当symbol_cnt
Figure DEST_PATH_IMAGE003
Pt3时，解码为比特流信息10。
5.一种国军标RFID标签解码装置，其特征在于，包括分隔符检测模块和解码模块，其中，分隔符检测模块用于执行如下步骤：
对数字接收信号进行同步得到din_dff，对din_dff处理得到上升沿检测信号pos；
在两个pos之间进行时钟计数，得到当前符号的长度计数值symbol_cnt；
将当前符号的长度计数值symbol_cnt与分隔符阈值比较，判决出分隔符；
根据分隔符阈值与当前符号的长度计数值的关系对上升沿进行计数，并将计数结果记录在上升沿计数器tpp_cnt中；在tpp_cnt=1时，对相邻两个上升沿进行计数得到校准符一的计数值tcal1_cnt；在tpp_cnt=2时，对相邻两个上升沿计数得到校准符二的计数值tcal2_cnt；
根据上升沿计数器tpp_cnt的值进行前导码检测判决；
根据时钟计数得到参考时间P1、P2、P3；其中：
P1=tcal1_cnt/4+tcal2_cnt/4，
P2=P1+tcal2_cnt/4，
P3=P2+tcal2_cnt/4；
将当前符号的长度计数值symbol_cnt与参考时间P1、P2、P3传递给解码模块；
所述解码模块用于执行如下步骤：
根据参考时间P1、P2、P3计算出解码阈值Pt1、Pt2、Pt3；其中：
Pt1=P1/4，
Pt2=P2/4，
Pt3=P3/4；
将当前符号的长度计数值symbol_cnt与解码阈值Pt1、Pt2、Pt3进行比较，得到当前符号的比特流信息。
6.根据权利要求5所述的一种国军标RFID标签解码装置，其特征在于，分隔符检测模块的工作时钟频率为2.56MHz，解码模块的工作时钟频率为640KHz，分隔符检测模块完成前导码检测后，时钟关闭，解码模块在低频时钟进行符号解码。
7.根据权利要求5所述的一种国军标RFID标签解码装置，其特征在于，分隔符检测模块和解码模块之间通过握手的方式保证数据传输的有效性。
8.根据权利要求5所述的一种国军标RFID标签解码装置，其特征在于，所述分隔符阈值根据国军标协议7377.1计算得到，包括阈值cnt1和阈值cnt2。
9.根据权利要求8所述的一种国军标RFID标签解码装置，其特征在于，当分隔符阈值与当前符号的长度计数值满足cnt1
Figure 32923DEST_PATH_IMAGE001
symbol_cnt
Figure 966244DEST_PATH_IMAGE001
cnt2关系时，分隔符检测成功；上升沿计数器tpp_cnt=3时，视为前导码检测成功。
10.根据权利要求8所述的一种国军标RFID标签解码装置，其特征在于，
当symbol_cnt
Figure 369544DEST_PATH_IMAGE002
Pt1时，解码为比特流信息00；
当Pt1
Figure 831749DEST_PATH_IMAGE001
symbol_cnt
Figure 320499DEST_PATH_IMAGE002
Pt2时，解码为比特流信息01；
当Pt2
Figure 791932DEST_PATH_IMAGE001
symbol_cnt
Figure 784159DEST_PATH_IMAGE002
Pt3时，解码为比特流信息11；
当symbol_cnt
Figure 948424DEST_PATH_IMAGE003
Pt3时，解码为比特流信息10。
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